イオンクロマトグラフィーによるビール中陰イオン・陽イオンの同時測定

飲料の分析法は、数多くの品質管理規制を満たすために、迅速かつ堅牢でなければなりません。大量生産される飲料において、安定した味やその他の官能特性を保つには、製品品質を最適な状態に維持することが不可欠です。

ビールの場合、イオン組成が味に大きく影響します。例えば、塩化カリウム塩は苦味、渋味、石けんのような味をもたらし、硫酸マグネシウムはより甘酸っぱい風味を生み出します。したがって、ビール中の陰イオンおよび陽イオンの分析管理は、品質を保証し、消費者のニーズを満たすために不可欠です。

ビール中の主要な陰イオンは、イオンクロマトグラフィー(IC)とサプレッサー方式の電気伝導度検出により高精度に測定され、陽イオンはノンサプレッサー方式の電気伝導度検出により定量されます。2チャンネルシステムを用いると、同一試料の陽イオンと陰イオンを同時に測定できます。手作業による前処理工程を減らすため、ビール試料はインライン限外ろ過によって自動的にろ過されます。自動検量線作成やロジカルな試料希釈といった機能により、このような飲料分析が効率化され、高スループットのラボにおける試料の迅速な分析が実現します。

異なる銘柄のビール試料(例:Warsteiner^TM)は、限外ろ過セルで自動的に希釈され、0.22 μmのメンブレンでろ過されました(図1)。検量範囲外の分析対象成分濃度は、最適な希釈倍率で希釈され、クロマトグラフィーソフトウェアMagIC Netの機能であるロジカル希釈によって再分析されます。そのため、結果は常に検量範囲内に収まります。

インライン試料前処理が行われた後、試料は2つの分析チャンネルに注入され、イソクラティック溶離条件下で陽イオンと陰イオンが同時に分析されます(表1)。電気伝導度は、ビール試料中に存在するすべての関連イオンを測定できる汎用的かつ高感度な検出器です。MagIC Netソフトウェアでは、単一の標準溶液から、注入量を段階的に増やして分離カラムに注入する

カリウムはすべてのビール試料で主要な陽イオンとして確認されましたが、その他の陽イオン(例:Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺)の濃度は100 mg/L未満でした(図2)。この結果は、苦味と渋味をもたらすK⁺がビールに及ぼす影響を示しています。アンモニウム(Na⁺とK⁺の間に溶出)などのその他のイオンも測定できます。

塩化物イオン、リン酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオンが、ビールで検出された主な陰イオンでした(図2)。一般的な保存料である亜硫酸イオンは、同じ分析で他の陰イオンと並行して測定できます(保持時間は約11分)。